压缩空气系统中的露点测量

在使用压缩空气的情况下，建议使用压缩空气，准确和连续监测露点温度。露点提供有关压缩空气的绝对湿度含量的信息。过度高的湿度含量可以对最终产品的质量产生负面影响，导致制造过程中的问题，甚至导致完整的系统关闭。因此，压缩空气系统的运营商应该在导致严重和成本问题之前解决这个问题。下面解释了露点测量的基础知识以及在实践中重要的内容。

使用露点发射器（例如E + E Elektronik EE371）的压缩空气系统中露点的可靠测量和连续监测，可以帮助确保平滑的生产工艺和产品质量。

露点和道尔顿的法律

露点或露点温度（Td）是空气必须冷却空气中所含的水以开始冷凝的温度。露点测量涉及空气中包含的绝对量的水蒸气量。相反，相对湿度（RH）的测量表明空气是多么近距离饱和点。

道尔顿的法律规定了（理想）气体混合物的总压力是单个气体的部分压力的总和。空气的主要成分是氮气（n_2），氧气（o_2），氩气（Ar）和二氧化碳（CO_2）。由于它们的份额可忽略不计，因此可以忽略空气的其他组件。因此，在海平面（1013.25 HPA）的完全干燥空气以下适用：

ptotal = pn.₂+ PO.₂+ PAR + PCO₂

空气的另一个常见分量是水蒸气（=其气相中的水）。对于潮湿空气的总压力，以下内容适用：

ptotal = pn.₂+ PO.₂+ PAR + PCO₂+ e'或ptotal = pa + e'

• e'=水蒸气部分压力
• PA =干燥空气的部分压力
• P =空气的总压力

空气中的最大可能的水蒸气部分压力称为饱和蒸气压，并通过温度确定。截至于，空气不能容纳更多的水蒸气，导致冷凝。

温度对露点的影响

随着露点温度与空气中的绝对量的水蒸气有关，它不受空气温度变化的影响。当空气温度接近露点温度时，相对湿度增加，并且随之而来，凝结的风险。这些关系包括测量不确定性的计算，可以用在线计算器非常容易地计算，例如E + E Elektronik的湿度计算器。

这是压缩空气网络中这种关系的实际示例：

压缩机出口处的空气位于50°C（122°F）并且完全饱和。因此，空气具有露点温度Td = 50°C（122°F）和相对湿度rh = 100％。然后将空气干燥到Td = 10℃的露点（50°F）从而冷却至30°C（86°F）。RH现在= 28.9％，因此没有凝结的风险。

在二级管道中，将相同的空气冷却至T = 5°C（41°F）天气寒冷。由此，空气温度T下降在Td = 10°C的露点温度下（50°F），这导致管道中的凝结。

为了防止副管中的冷凝，必须预先干燥空气，因此其露点温度低于最小可能的空气温度，因此Td <5°C（<41°F）。

压力对露点的影响

如果测量压缩空气的露点温度，则这被称为压力露点。压力的变化，例如压力。通过压缩空气压缩，对露点有很大的影响。如果压缩空气，则露点温度升高。这是一个例子：

在空气的情况下，露点温度Td = 10°C（50°F）和压力p = 1 bar（14.5 psi），水蒸气部分压力为12.33毫巴（1233 PA）。如果这个空气现在压缩七倍到7巴（101.5 psi）然后，水蒸气部分压力（参见Dalton的定律）也将七倍增加到86.31毫巴（8631 PA）。该水蒸气部分压力对应于TD = 42.9°C（109.22°F）。在这种情况下，这意味着在T <42.9°C（<109.22°F），来自空气的水将冷凝。在实践中，可以用空气压缩机观察这种效果。如果压缩空气完全饱和并且环境温度低于露点，则在压缩空管线中将存在冷凝水。

使用露点湿度计测量

露点可以非常精确地，直接用露点湿度计（露点镜）测量。这涉及冷却温度控制的镜子，直到表面上产生冷凝。冷凝改变了镜面表面的反射率，该镜面由集成测量光学检测到。相应的镜温是空气或气体的露点温度。现代露点镜可以测量-100°C TD范围内（-14°F TD）到100°C TD（212°F TD）精度为±0.1°C TD（±0.18°F TD）。

露点镜是高精度，昂贵的测量装置，主要用于校准实验室中的参考装置。由于其设计，露点镜不适合安装压缩空线。

使用湿度露点发射器测量

在实践中，具有湿度测量原理的紧凑型露点发射器用于压缩空管线中的露点测量。这种露点仪表具有电容湿度传感器和温度传感器。从测量的相对湿度和温度，器件通过±2°C TD的精度计算露点温度（±3.6°F TD）跨越测量范围，对于压缩空气应用，-60°C TD（-76°F TD）到60°C TD（140°F TD）。

这样的前提条件是一个高质量的电容传感器以及自动校准程序，例如E + E'ELKTRONIK的HMC单片露点传感器。露点发射器的湿度和温度传感器基于同一基板构建。可重复的自动校准过程仅通过两个传感器之间的热耦合来实现。

在期刊自动校准期间，传感器被加热，从而将传感器处的相对湿度降低到几乎0％RH。这种自动零点调节使得能够测量非常低的相对湿度和计算的低露点温度的精度。

A E + E Elektronik EE355露点发射器测量压缩空气管线和工业干燥过程中的露点。

为什么压缩空气需要干燥？

当压缩空气时温度升高时，冷凝不会直接在空气压缩机中出现，而是在空气压缩机之后的管道中，当空气温度降低时。尽管通过冷凝水排放和过滤器从压缩空气中除去水，但空气压缩机输出空气仍然非常接近饱和蒸气压，其RH靠近100％。

重要的是，多年来忽略了压缩空气管线中潮湿空气引起的问题。所有虽然越来越苛刻的制造工艺和产品的发展虽然越来越苛刻的制造过程和产品的需求显着增加了清洁，干燥压缩空气的需求。压缩空气干燥器和可靠的测量技术对于高质量的压缩空气供应是必不可少的。

现代压缩空气干燥器正在成为标准，原因如下：

• 在生产业务和过程行业中，许多过程取决于系统的平稳运作，压缩空气中的水分在气动，电磁阀和喷嘴的操作中导致问题和故障。由于润滑被冲洗，空气压缩机电机被锈蚀和移动部件的磨损增加损坏。
• 水分对用压缩空气施加的涂料的颜色，粘附和精加工具有负面影响。
• 在寒冷的天气下，冷冻水分可能导致气动控制线的故障。
• 气动部件上的水分造成的腐蚀可能导致过程和机械的故障，中断或分解。
• 在食品和制药行业中，水分对所需的无菌制造条件产生强烈的负面影响。

准确的露点监控宝贵

那些在压缩空气干燥时削减角落的人的产品质量差，过程中的故障，甚至系统停机和生产损失。精确的露点监控导致压缩空气供应的高，稳定质量和相关的节省。值得投资量身定制的解决方案进行露点测量。

关于作者

Martin Raab是一位e + e Elektronik Ges.m.b.h.的产品经理

关于E + e Elektronik

E + e Elektronik开发和制造传感器和发射器，用于湿度，露点，油中的水分，CO₂，空气速度，质量流量，温度和压力。手持仪表，湿度校准系统和校准服务完成奥地利Engerwitzdorf总部的奥地利传感器专家的全面产品组合。有关更多信息，请访问https://www.epluse.com/en/

所有照片由E + E Elektronik提供。

阅读类似物压缩空气仪表技术文章，访问https://airbestpractics.com/technology/instrumentation。